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電場(chǎng)強(qiáng)度高中教案
作為一名人民教師,常常需要準(zhǔn)備教案,借助教案可以讓教學(xué)工作更科學(xué)化。那么應(yīng)當(dāng)如何寫教案呢?以下是小編幫大家整理的電場(chǎng)強(qiáng)度高中教案,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
電場(chǎng)強(qiáng)度高中教案1
一、知識(shí)與技能
1.粗略了解物理學(xué)史上對(duì)電荷間相互作用力的認(rèn)識(shí)過(guò)程。
2.知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的,電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊的形態(tài)。
3.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義,會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。
4.能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
5.知道場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理,并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
二、過(guò)程與方法
1.經(jīng)歷“探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量”的過(guò)程,獲得探究活動(dòng)的體驗(yàn)。
2.領(lǐng)略通過(guò)電荷在電場(chǎng)中所受靜電力研究電場(chǎng)、理想模型法、比值法、類比法等物理學(xué)研究方法。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.體驗(yàn)探究物理規(guī)律的艱辛與喜悅。
2.學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1.探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。
2.理解電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念,并會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
【教學(xué)難點(diǎn)】
探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。
【教學(xué)用具】多媒體課件
【設(shè)計(jì)思路】
以“電荷間相互作用如何發(fā)生”、“如何描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱”兩大問(wèn)題為主線展開(kāi),具體操作思路是:
1.學(xué)生自學(xué)電場(chǎng),培養(yǎng)學(xué)生閱讀、汲取信息的能力。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M和定量分析的方法探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。
3.通過(guò)練習(xí)鞏固加深對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解,探討點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。
【教學(xué)設(shè)計(jì)】
一、復(fù)習(xí)提問(wèn)、新課導(dǎo)入(5分鐘)
教師:上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫(kù)侖定律,請(qǐng)同學(xué)們回憶一下:庫(kù)侖定律的內(nèi)容是什么?
學(xué)生回答:略
教師:我們不免會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問(wèn):
投影展示問(wèn)題1:真空中?它們之間相隔一定的距離這種相互作用是如何產(chǎn)生的呢?難道能夠不需介質(zhì)超越空間?
投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片(1.2-1)。
教師:這幅圖大家不陌生,那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣,說(shuō)明了什么?
學(xué)生回答:庫(kù)侖力的大小與距離有關(guān)。
教師:其本質(zhì)原因又是什么呢?(投影展示問(wèn)題2)
教師:帶著這兩個(gè)疑問(wèn),本節(jié)課我們一齊來(lái)學(xué)習(xí)第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度。(板書(shū)課題)
二、新課教學(xué)(35分鐘)
。ㄒ唬╇妶(chǎng)
教師:請(qǐng)同學(xué)們帶著以下問(wèn)題自學(xué)“電場(chǎng)”內(nèi)容。
(1)電荷間的相互作用是如何發(fā)生的?這一觀點(diǎn)是誰(shuí)提出來(lái)的?
。2)請(qǐng)用自己的語(yǔ)言描述一下什么是電場(chǎng)?
。3)電場(chǎng)有什么本領(lǐng)?
學(xué)生自學(xué),師板書(shū)“一、電場(chǎng)”。
學(xué)生回答:(1)略;
教師:法拉第同學(xué)們?cè)浄瘢?/p>
學(xué)生(集體)回答:電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
教師:法拉第是英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家,對(duì)事物的本質(zhì)有著非常敏銳的洞察力,在電學(xué)上有著突出的貢獻(xiàn)。依據(jù)法拉第的觀點(diǎn),我們?nèi)绾蚊枋鲭姾葾、B之間的作用力。
師生共析。
(2)略;
教師啟發(fā)引導(dǎo):場(chǎng)是“物質(zhì)”──它和分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量,電視機(jī)、收音機(jī)信號(hào)的發(fā)射與接受就是電磁場(chǎng)在空間的傳播;“特殊”──看不見(jiàn)、摸不著;“存在于電荷周圍”并板書(shū)。
。妶(chǎng)是)存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)。
教師:場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。
。3)學(xué)生回答:對(duì)放入其中的電荷有靜電力的作用。
。ǘ┛茖W(xué)探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的方法
教師:下面我們?cè)賮?lái)探討第二個(gè)問(wèn)題。
依次投影問(wèn)題:①相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣,其本質(zhì)原因是什么呢?(對(duì)照“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片說(shuō)明)
學(xué)生回答:電場(chǎng)強(qiáng)弱不同。
②那么如何來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢?
教師啟發(fā):像速度、密度等尋找一個(gè)物理量來(lái)表示。
、廴绾蝸(lái)研究電場(chǎng)?
。▽W(xué)生思考)
教師啟發(fā)引導(dǎo):電場(chǎng)的本領(lǐng)是對(duì)場(chǎng)中的其他電荷具有作用力,這也是電場(chǎng)的最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場(chǎng)的性質(zhì)時(shí),我們可以從靜電力入手。(板書(shū)研究方法)
教師:對(duì)于像電場(chǎng)這樣,看不見(jiàn),摸不到,但又客觀存在的物質(zhì),可以根據(jù)它表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)來(lái)研究它,這是物理學(xué)中常用的研究方法。
教師:還需要什么?
學(xué)生回答:電場(chǎng)及放入其中的電荷。
多媒體依次展示,教師簡(jiǎn)述:①“探究影響電荷間相互作用力的因素”中的試探電荷;②場(chǎng)源電荷。
師生共析對(duì)試探電荷的要求。
教師:下面請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察模擬實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫(huà)演示,并描述你看到的現(xiàn)象說(shuō)明了什么。多媒體動(dòng)畫(huà)模擬:①不同位置偏角不同;②增加試探電荷帶電量偏角均增加。
學(xué)生回答:不同位置受力不同;同一位置試探電荷帶電量增加,受力增大,但不同位置受力大小關(guān)系不變。
教師:下面我們?cè)偻ㄟ^(guò)表格定量地來(lái)看一看:
將表格填完整,并分析、比較表格中的數(shù)據(jù)有什么特點(diǎn)和規(guī)律,看你能否得出如何來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱。多媒體展示表格,學(xué)生回答后依次填入:①F1、F2、F3及F1<F2<F3;②2F1、3F1、4F1、nF1等。
表一:(P1位置)
試探電荷 q 2q 3q 4q nq
靜電力 F1 2F1 3F1 4F1 nF1
表二:(P2位置)
試探電荷 q 2q 3q 4q nq
靜電力 F2 2F2 3F2 4F2 nF2
表三:(P3位置)
試探電荷 q 2q 3q 4q nq
靜電力 F3 2F3 3F3 4F3 nF3
(學(xué)生思考并交流討論)
學(xué)生回答:
。1)不同的電荷,即使在電場(chǎng)中的同一點(diǎn),所受靜電力也不同,因而不能直接用試探電荷所受的靜電力來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱;
(2)電場(chǎng)中同一點(diǎn),比值F/q是恒定的,與試探電荷的電荷量無(wú)關(guān);(同一張表格)
(3)在電場(chǎng)中不同位置比值F/q不同。(三張表格比較)
師生共同小結(jié):比值由電荷q在電場(chǎng)中的位置決定,與電荷q的電荷量大小無(wú)關(guān),它才是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。
教師:在物理學(xué)中我們定義放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。并板書(shū)。
。ㄈ╇妶(chǎng)強(qiáng)度
1.定義:
教師:以前我們還學(xué)過(guò)哪些物理量是用比值法來(lái)定義的?
學(xué)生回答:略。
教師:從它的定義,電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是什么?
學(xué)生回答:N/C
教師介紹另一種單位并板書(shū)。
2.單位:N/C或V/m,1N/C=1V/m
教師結(jié)合板畫(huà):在電場(chǎng)中不同位置,同種電荷受力方向不同,說(shuō)明場(chǎng)強(qiáng)是矢量還是標(biāo)量?
學(xué)生(集體)回答:矢量
教師結(jié)合板畫(huà):電場(chǎng)中同一點(diǎn)放入正電荷和負(fù)電荷受力方向不同,如何確定場(chǎng)強(qiáng)的方向呢?
教師:在物理學(xué)中作出了這樣的規(guī)定。(板書(shū))
3.方向:電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。
教師:按照這個(gè)規(guī)定,如果放入電場(chǎng)中的是負(fù)電荷呢?
學(xué)生回答:與負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的`方向相反。
投影練習(xí):
練習(xí)1(加深對(duì)場(chǎng)強(qiáng)的理解,探討點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向)
點(diǎn)電荷是最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源電荷。設(shè)一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量為+Q,與之相距為r的A點(diǎn)放一試探電荷,所帶電荷量為+q。
。1)試用所學(xué)的知識(shí)推導(dǎo)A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小,并確定場(chǎng)強(qiáng)的方向;
(2)若所放試探電荷為-2q,結(jié)果如何?
。3)如果移走所放的試探電荷呢?
。ㄕ(qǐng)兩位同學(xué)板演前兩問(wèn)后,共同完成第三問(wèn))
師生共同歸納總結(jié):
1.點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向。(多媒體動(dòng)畫(huà)演示方向的確定方法)
2.電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)(力的)性質(zhì)的物理量,在靜電場(chǎng)中,它不隨時(shí)間改變。電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)完全由電場(chǎng)本身決定,與是否放入電荷,放入電荷的電荷量、電性無(wú)關(guān)!
辨析 和 的關(guān)系,強(qiáng)調(diào) 的適用條件。
練習(xí)2(探討場(chǎng)強(qiáng)的疊加,鞏固對(duì)場(chǎng)強(qiáng)的理解及公式的靈活運(yùn)用,加強(qiáng)計(jì)算能力培養(yǎng))
如圖所示,真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C,它們相距0.1m,A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r相等,r=0.1m。求:
(1)電場(chǎng)中A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng);
(2)在A點(diǎn)放入電量q=-1×10-6C,求它受的電場(chǎng)力。
教師:題中場(chǎng)源電荷不止一個(gè),如何來(lái)確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)?
學(xué)生:平行四邊形定則
。ㄕ(qǐng)兩位同學(xué)板演)
教師:根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理對(duì)于一個(gè)比較大的不能看成點(diǎn)電荷的帶電物體產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)如何確定?
學(xué)生思考后回答:無(wú)限等分成若干個(gè)點(diǎn)電荷。
教師:根據(jù)以上方法,同學(xué)們?cè)O(shè)想一下一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)外部產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng),如何求解?
學(xué)生思考后回答:等效成電荷量集中于球心的點(diǎn)電荷。
三、小結(jié)(多媒體依次投影,并簡(jiǎn)述)
通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的,電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì),它最基本的特征是對(duì)放入其中的電荷具有力的作用。正是利用電場(chǎng)的這一特性,我們通過(guò)研究試探電荷的所受靜電力特點(diǎn),引入了描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量──電場(chǎng)強(qiáng)度。電場(chǎng)強(qiáng)度是用比值法定義的,它是矢量,有方向。
電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念是電學(xué)中最重要的概念之一,它的研究方法和定義方法也是物理學(xué)中比較常見(jiàn)的方法。
四、板書(shū)設(shè)計(jì)
一、電場(chǎng)
客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài)
二、電場(chǎng)強(qiáng)度
1.定義:E=F/q
2.單位:
3.方向:跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同
三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)
1.推導(dǎo):
2.大小:
3.方向:
四、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加
五、布置作業(yè)
教材P16-171、2、7
思考題:
完成課本P173,比較電場(chǎng)強(qiáng)度E=F/q與重力加速度g=G/m有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)
六、教學(xué)反思
探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量是本節(jié)課的重難點(diǎn)內(nèi)容之一,應(yīng)給學(xué)生充分的思考時(shí)間,并讓學(xué)生相互交流討論,教師還可進(jìn)行適當(dāng)啟發(fā)引導(dǎo)。另外,探究時(shí)間很難控制,在內(nèi)容處理上應(yīng)做到詳略得當(dāng),發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,如對(duì)電場(chǎng)及練習(xí)題的處理,盡可能由學(xué)生完成。
電場(chǎng)強(qiáng)度高中教案2
一、教學(xué)目標(biāo)
1.了解電場(chǎng)的概念
2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念
3.掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn)是使學(xué)生理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法。
2.電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量之一,這是難點(diǎn)。初學(xué)者容易把電場(chǎng)強(qiáng)度跟電場(chǎng)力混同起來(lái)。
三、主要教學(xué)過(guò)程
1.復(fù)習(xí)庫(kù)侖定律
在真空中兩點(diǎn)電荷的作用力跟它們的電量乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,這就是庫(kù)侖定律。
2.新課引入
任何力的作用都離不開(kāi)物質(zhì),腳踢球,腳對(duì)球的力直接作用在球上;狗拉雪橇,狗對(duì)雪橇的拉力是通過(guò)繩子作用的;地球?qū)Φ乇砀浇镔|(zhì)的作用力是通過(guò)重力場(chǎng)——物質(zhì);兩電荷間相互作用時(shí)不直接接觸,它們之間的相互作用也是通過(guò)別的物質(zhì)作用的,這就是電場(chǎng)。
3.教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
。1)電場(chǎng)
a.電荷周圍存在一種特殊物質(zhì)
提問(wèn):既然場(chǎng)是物質(zhì),為什么我們看不到呢?
答:物質(zhì)形式實(shí)體(由分子組成);看的見(jiàn),摸的著。
場(chǎng)(形式):看不見(jiàn),摸不著,不以人的感官意識(shí)為轉(zhuǎn)移的客觀存在。
例如可見(jiàn)光波長(zhǎng)由7000~4000,但還有很多波長(zhǎng)的光線我們看不到,但不等于它們不存在。不能以人燈感官為標(biāo)準(zhǔn)判一存在與否。場(chǎng)客觀存在的證明是它有力、能的特性。例如重力場(chǎng)對(duì)有質(zhì)量的物體有力的作用,用可對(duì)物體做功,說(shuō)明其能量。電場(chǎng)對(duì)放入其的電荷Q也有力的作用,可對(duì)Q做功,說(shuō)明其有能量。
b.電場(chǎng)的基本性質(zhì):電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用,此力稱電場(chǎng)力。
c.靜電場(chǎng):靜止電荷的電場(chǎng)。
場(chǎng)有能和力的特性,我們先看電場(chǎng)中力的性質(zhì),它是本章的重要內(nèi)容,先以點(diǎn)電荷為例。
如圖1所示,在+Q電場(chǎng)中A點(diǎn)分別放入電荷q1、q2、q3則它們分別受電場(chǎng)力為:
A:F1=F2=;F3=
看看上式,我們可發(fā)現(xiàn)場(chǎng)電荷Q對(duì)不同的檢驗(yàn)電荷q有不同的電場(chǎng)力,但只要A點(diǎn)位置不變,F(xiàn)與q的比值就不變。
若換到B點(diǎn),則
從上面分析看出:Q固定則電場(chǎng)的空間分布固定,對(duì)于場(chǎng)中某點(diǎn)固定,值僅與Q、r有關(guān),與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān),它反映的是電場(chǎng)的性質(zhì),反映的是電場(chǎng)的強(qiáng)弱,稱場(chǎng)強(qiáng)。
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度
a.定義:放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力跟它的電量的比值叫該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。
b.定義式:
E=
F——電場(chǎng)力國(guó)際單位:牛(N)
q——電量國(guó)際單位:庫(kù)(C)
E——電場(chǎng)強(qiáng)度國(guó)際單位:牛/庫(kù)(N/C)
c.物理意義:
電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值上等于單位正電荷在那里所受的電場(chǎng)力。
d.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,規(guī)定場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)所受電場(chǎng)力方向。電場(chǎng)中同一點(diǎn),+q、-q受力方向不同,場(chǎng)強(qiáng)只能有一個(gè)方向,規(guī)定以+q的受力方向?yàn)檎?/p>
例在圖2中標(biāo)出A、B、C、D四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。
正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿連線背離+Q,負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿連線指向-Q。
e.單位:牛/庫(kù)N/C
E=借助于點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)推出,可適用于任意電場(chǎng)。
。3)一個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)
a.真空中:E=(與檢驗(yàn)電荷q無(wú)關(guān),僅與場(chǎng)電荷Q及r有關(guān))
b.方向:正電荷在該點(diǎn)受電場(chǎng)力方向(以后還會(huì)遇到各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小,方向均相同的勻強(qiáng)電場(chǎng))
(4)兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的疊加原理
如圖3所法,在正點(diǎn)電荷Q1與負(fù)點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場(chǎng)中有一點(diǎn)A,求A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA,由電場(chǎng)強(qiáng)度定義可知,EA在數(shù)值上為+1C點(diǎn)電荷在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力。今在A點(diǎn)放
q=1+C,q將同時(shí)受到Q1和Q2的作用,每個(gè)作用力都能單獨(dú)用庫(kù)侖定律求出,就像另一個(gè)電荷不存在一樣,而q受的合力為各分力的矢量和,又因?yàn)閝是1C正電荷,所以它受的電場(chǎng)力在數(shù)值上等于場(chǎng)強(qiáng),也就是說(shuō)A點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為Q1與Q2單獨(dú)在A瞇產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和,這就是電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理。
用電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理可以求和任意多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,任何一個(gè)帶電體不管其電荷分布多么復(fù)雜,都可以視為由許多點(diǎn)電荷組成,因而可以用場(chǎng)強(qiáng)疊加原理求出它的場(chǎng)強(qiáng)?梢钥闯觯婵罩腥我舛鄠(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,僅由場(chǎng)是荷、電場(chǎng)中的位置兩個(gè)因素決定,而與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。
(5)比較:E=和E=
a. E=是場(chǎng)強(qiáng)的定義式,適用于任何電場(chǎng)。
b. E=是點(diǎn)電荷電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式。
。6)電場(chǎng)強(qiáng)度小結(jié)
a.電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向,均與該點(diǎn)放不放檢驗(yàn)電荷、放那種電荷、放多大檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān),是電場(chǎng)自身的性質(zhì),與外界因素?zé)o關(guān)。對(duì)確定的電場(chǎng)來(lái)說(shuō),在某點(diǎn)放單位正電荷時(shí),它受電場(chǎng)力的大小和方向是確定的。
定義式:E=數(shù)值上等于+1C的電荷受到的電場(chǎng)力,對(duì)所有電場(chǎng)都成產(chǎn)。
b.場(chǎng)強(qiáng)方向:正電荷
單位:牛/庫(kù)(N/C)
決定因素:場(chǎng)電荷、場(chǎng)中位置
疊加原理
。7)例題
例1.場(chǎng)電荷Q=2×10-4C,是正點(diǎn)電荷:檢驗(yàn)電荷q=2×10-5,是負(fù)電荷,它們相距r=2m而靜止且都在真空中,如圖4所示。求:
(1) q受的電場(chǎng)力。
(2) q所在的`B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EB.
(3)只將q換為=4×10-5C的正點(diǎn)電荷,再求受力及B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。
(4)將受力電荷拿去后再求B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)。
解:(1)庫(kù)侖定律:F===9N方向在A與B的連線上,且指向A。
。2)由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義:E=所以E==4.5×105N/C方向由A指向B。
。3)由庫(kù)侖定律:==18N方向由A指向B。
E=方向由A指向B。
。4)因E與q無(wú)關(guān),自然q=0也不會(huì)影響E的大小與方向,所以拿走q后場(chǎng)強(qiáng)不變。
例2如圖5(a)所示,點(diǎn)電荷q與9q靜止于真空中,相距r,它們均為正電荷,求:
。1)連線中點(diǎn)A的場(chǎng)強(qiáng)EA;
。2)求場(chǎng)強(qiáng)為0的點(diǎn)位置。
解(1)在A點(diǎn)放=1C,它受力情況如圖5(c)所示,F(xiàn)為q對(duì)的作用力,9F為9q對(duì)的作用力,而合力為8F方向指向q,所以
EA=8
方向:向左指向q。
(2)先分析E=0的點(diǎn)可能的位置范圍,因在該點(diǎn)放+1C時(shí),它受力為零,所以q與9q的連線上,當(dāng)+1C作用力一定等大反向,因而兩力共線,由此可以斷定E=0的點(diǎn)在q與9q的連線上,當(dāng)+1C放于q以左及9q以右的連線上時(shí),它受的兩個(gè)力都同向,因而不可能抵消,所以E=0的點(diǎn)一定在兩點(diǎn)電荷中間的連線上。
令E=0的點(diǎn)O距q為x,如圖(b)所示,+1C電荷在O點(diǎn)受力為零,所以有
答:(1)EA=方向指向q。
(2)E=0的點(diǎn)在q與9q之間,距q為r/4.
四、說(shuō)明
1.對(duì)于電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解注意:
。1)定義電場(chǎng)強(qiáng)度大小:E=
方向:與正電荷在該點(diǎn)受電場(chǎng)力方向相同
無(wú)論放正、負(fù)檢驗(yàn)電荷,E的方向定義為+q受力方向,類似于電流方向定義為正電荷移動(dòng)方向,無(wú)論是誰(shuí)移動(dòng)形成電流。
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度為自身性質(zhì),與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。
2.我們研究的電荷均處于真空中,如處于空氣中可近似認(rèn)為是在真空中。
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